醫(yī)學(xué)影像技術(shù)：MR成像原理及臨床應(yīng)用

MR成像原理及臨床應(yīng)用MRI成像原理和技術(shù)

本次授課的重點和難點磁共振成像發(fā)展概況與基本原理磁共振成像儀結(jié)構(gòu)磁共振成像技術(shù)及圖像特點磁共振成像臨床應(yīng)用及進(jìn)展MRI發(fā)展概況：

1946年美國斯坦福大學(xué)Bloch與哈佛大學(xué)

Purcell同時發(fā)現(xiàn)核磁共振現(xiàn)象（NMR）

1952年獲諾貝爾物理學(xué)獎

1952_研究物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)分析技術(shù)

70年代_NMR與醫(yī)學(xué)診斷聯(lián)系起來,實現(xiàn)人體MRI

成像

1980年第一臺MRI機問世

1985年第一軍醫(yī)大學(xué)南方醫(yī)院引進(jìn)第一臺MRI機

1989年國內(nèi)開始生產(chǎn)MRI機并投入臨床應(yīng)用Nobelprizesinphysics核磁共振現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者Bloch和Purcell常規(guī)成像第一代1981年

快速成像第二代1989年30年MRI發(fā)展演變

功能成像第三代1995年第四代2005年無（低）偽影成像以SE家族為代表，解決了常規(guī)軟組織成像的問題以GRE家族為代表，解決了動態(tài)掃描及血管成像問題以EPI家族為代表，掀起了功能研究的熱潮以PROPELLER家族為代表，開創(chuàng)了無（低）偽影成像的廣闊的空間

NMR

Nuclear核

Magnetic磁

Resonance共振

MRI

Magnetic磁

Resonance共振

Imaging成像MRI定義：

利用人體內(nèi)固有的原子核，在外加磁場作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象，吸收能量并釋放MR信號，將其采集并作為成像源，經(jīng)計算機處理，形成人體MR圖像。成像條件：

人體內(nèi)原子核—氫質(zhì)子（H）？人體內(nèi)最常見元素，磁共振檢測敏感性很強。

外加磁場—

主磁場（B0）梯度磁場（GyGxGz）交變磁場（RF系統(tǒng)）中心控制系統(tǒng)—計算機

磁共振成像基本原理自旋質(zhì)子：

任何一個原子核，只要其所含質(zhì)子或中子任何一個為奇數(shù)時，原子核帶有“凈電荷”，有繞著自旋軸自旋的特性，具備磁性，1H只有一個質(zhì)子，沒有中子，稱為自旋質(zhì)子。

磁共振成像基本原理氫原子磁矩進(jìn)動學(xué)說（經(jīng)典力學(xué)理論）一、氫原子核磁矩平時狀態(tài)--雜亂無章氫原子磁矩進(jìn)動學(xué)說（經(jīng)典力學(xué)理論）

二、氫原子置于磁場的狀態(tài)--磁矩按磁力線方向排列（磁化MZ）S極N極處于高能狀態(tài)太費勁，并非人人都能做到處于低能狀態(tài)的略多一點，007

磁共振成像基本原理

氫原子磁矩進(jìn)動學(xué)說（經(jīng)典力學(xué)理論）三、施加射頻脈沖--原子核獲得能量（進(jìn)動、吸收能量、共振現(xiàn)象、磁矢量偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生橫向磁矢量MXY、Larmor公式）處于激發(fā)態(tài)。

磁共振成像基本原理

氫原子磁矩進(jìn)動學(xué)說（經(jīng)典力學(xué)理論）四、射頻脈沖停止后--產(chǎn)生MR信號（恢復(fù)平衡態(tài)、釋放能量，弛豫過程）磁共振成像基本原理弛豫過程：relaxation

射頻脈沖去除后，在靜磁場作用下，質(zhì)子從高能量狀態(tài)（與磁場垂直位置）到低能量狀態(tài)（與磁場平行位置）的恢復(fù)過程。弛豫時間：relaxationtime

射頻脈沖去除后，在靜磁場作用下，質(zhì)子恢復(fù)到平衡位置所需時間為弛豫時間。磁共振成像基本原理一、縱向弛豫：90°射頻脈沖停止后，磁化分量

Mz逐漸恢復(fù)到最初值，呈指數(shù)規(guī)律緩慢增長，由于是在Z軸上恢復(fù)，稱為縱向弛豫。T1弛豫時間（縱向弛豫時間）規(guī)定為Mz恢復(fù)到其最終平衡狀態(tài)63%的時間。

磁共振成像基本原理二、橫向弛豫：90°射頻脈沖停止后，磁化分量Mxy很快衰減到零，呈指數(shù)規(guī)律衰減，稱為橫向弛豫。

T2弛豫時間（橫向弛豫時間）是指磁化分量

Mxy衰減到原來值的37%的時間。

T1、T2與組織性質(zhì)

1T1T2不是弛豫結(jié)束所需時間

T1縱向磁化恢復(fù)至原磁矢量63%所需時間

T2橫向磁化減小到原磁矢量37%所需時間

2T1長于T2

T12倍、5倍,甚至10倍于T23生物組織的T1與T2

T1300～2000msT230～150ms

磁共振成像基本原理信號強度與成像因素的關(guān)系

與組織內(nèi)質(zhì)子密度成正比與T1值成反相關(guān)與T2值成正相關(guān)

流動的血液在SE序列上呈低或無信號在GRE序列上呈高信號

坐標(biāo)系統(tǒng)

coordinatesystem

Z軸代表磁力線方向

XY軸位于Z軸垂直的平面內(nèi)箭頭代表磁矢量磁共振成像基本原理MR信號空間定位一、梯度磁場1在均勻的主磁場中，MR接收線圈所收集到的是整個被成像區(qū)域內(nèi)的質(zhì)子發(fā)出的MR信號，這些信號不含有空間的信息。2如在主磁場中再加一個梯度磁場，則被檢體各部位質(zhì)子的進(jìn)動頻率可因磁場強度不同而區(qū)別，因此MR空間定位靠梯度磁場。磁共振成像基本原理MR信號空間定位二、頻率編碼梯度和相位編碼梯度

通過選層梯度，可獲特定層面內(nèi)質(zhì)子的共振信號，但因這些信號具有相同的頻率，無法將同一層面內(nèi)不同區(qū)域的MR信號區(qū)分開，因此需借助與選層梯度垂直的另外兩個梯度。頻率編碼梯度

以X軸方向作為頻率編碼磁場強度變化使X軸方向產(chǎn)生頻率上差異，形成頻率編碼（列編碼）相位編碼梯度

以Y軸方向作為相位編碼方向梯度場使Y軸方向產(chǎn)生相位偏差，形成相位編碼（行編碼）磁共振成像基本原理MR信號空間定位三、層厚的確立及變換層厚的措施頻率帶寬：圍繞共振中心頻率的一段連續(xù)頻率，其最高頻率與最低頻率之差即為該射頻脈沖的頻率帶寬。磁共振成像基本原理MR信號空間定位三、層厚的確立及變換層厚的措施變換RF頻率的范圍：帶寬與掃描范圍有關(guān)，采用的帶寬窄則掃描層厚薄磁共振成像基本原理MR信號空間定位三、層厚的確立及變換層厚的措施變換梯度增加磁場坡度：梯度磁場坡度陡峭則掃描層厚薄，坡度緩則厚。

總結(jié)一下MR成像的過程把病人放進(jìn)磁場人體被磁化產(chǎn)生縱向磁化矢量發(fā)射射頻脈沖人體內(nèi)氫質(zhì)子發(fā)生共振從而產(chǎn)生橫向磁化矢量關(guān)掉射頻脈沖質(zhì)子發(fā)生T1、T2弛豫（同時進(jìn)行空間定位編碼）線圈采集人體發(fā)出的MR信號計算機處理（付立葉轉(zhuǎn)換）顯示圖像希望大家不要迷失在K空間中。。。磁共振成像基本原理

K空間什么是K空間如果問你汽車是如何工作的？你會怎么回答呢？－汽車是裝有輪子的鐵盒子，在人的控制下，把人從一個地方載到另外一個地方。在這個回答里只有一些從實踐中來的感性認(rèn)識，但是你知道汽車具體是如何工作的嗎？不知道？其實，K空間就有點像這樣。對于我們而言，它既熟悉又陌生。什么是K空間K空間是我們存儲MR信號的地方K空間簡單說來，是個包含有許多數(shù)值的集合。當(dāng)這些數(shù)值用灰度表示時，你看到的K空間就像這樣。因為這些數(shù)值代表某種特殊的信號數(shù)據(jù)，所以它具有一些非常有趣的性質(zhì)。什么是K空間K空間和我們的MR圖像有著數(shù)學(xué)聯(lián)系（傅立葉轉(zhuǎn)換）順便說一下，最重要的數(shù)據(jù)在K空間中心。什么是K空間我們通過這些數(shù)據(jù)可以創(chuàng)建我們的MR圖像在我們擁有足夠的數(shù)據(jù)來重建一幅漂亮的MR圖像的之前，需要一條線，一條線的填滿K空間的大部區(qū)域。在K空間中存儲數(shù)據(jù)這是我們用于重建MR圖像所采集的一條信號。我們采樣這條信號的振幅，并把采樣到的數(shù)值，放到一個列表里。這個過程就叫數(shù)字化。在K空間中存儲數(shù)據(jù)不同取樣所得到的數(shù)值，通過不同的灰度表示在這里。在K空間中存儲數(shù)據(jù)這就是K空間中一條線的數(shù)字化的過程在K空間中存儲數(shù)據(jù)

許多射頻信號上一頁，我們剛剛演示了K空間中一條線的數(shù)字化的過程。事實上，MR的需要在不同的條件下采集很多信號，才能重建我們的圖像。這就是為什么MR的數(shù)據(jù)采集會需要時間。在K空間中存儲數(shù)據(jù)

許多射頻信號這一系列的K空間的數(shù)值集合，有時候我們稱之為原始數(shù)據(jù)空間。K空間就是一些數(shù)值的集合，其傅立葉變化的結(jié)果就是我們的圖像這里有許多K空間。你從直覺上可以感覺到他們存儲的信息是不一樣的。K空間中有些區(qū)域似乎都是一些噪聲點，而有些區(qū)域卻是由一些有規(guī)律的高信號組成。其實，這些數(shù)據(jù)在K空間中的分布主要取決于三個方面。1.我們采集數(shù)據(jù)的方式；2.我們掃描的對象；3.K空間的性質(zhì)。K空間就是一些數(shù)值的集合，其傅立葉變化的結(jié)果就是我們的圖像看到K空間，要猜出這些轉(zhuǎn)換過后圖像是什么，估計正常人是不可能的。^_^但是這些原始數(shù)據(jù)卻可以給我們提供一些線索，來判斷圖像質(zhì)量。K空間就是一些數(shù)值的集合，其傅立葉變化的結(jié)果就是我們的圖像真正的K空間在三維空間中，看起來就像這樣，特別注意圖中的兩個小峰，我們在后面會講到K空間的”K”一個恒定平面波，可以通過三個參數(shù)來定義。一個是振幅；一個是頻率；還有一個是相位。振幅K空間的”K”振幅振幅振幅大小不同K空間的”K”每米2個波長頻率，是指線性空間中，一米的長度里有多少個完整的波的周期。頻率習(xí)慣性的用字母K來表示。K空間的”K”K=2m-1K=3.5m-1頻率K空間的”K”同相位相位，我也不知道如何用通俗易懂的話來解釋。我的感覺，波最開始產(chǎn)生的時候，位于它循環(huán)周期的某個位置。@#$%^#$!*給大家介紹兩個特殊的相位－同相位和反相位K空間的”K”反相位K空間的”K”K空間就是所有可能波所形成的一個空間。其實質(zhì)就是一個頻率空間。具有相同頻率的波還可以通過相位和其他波進(jìn)行區(qū)分。所以，在K空間里數(shù)值都是復(fù)數(shù)，不僅含有頻率的信息還含有相位信息。這就是為什么K空間是個二維的空間而不是一維。實驗下面，讓我們進(jìn)入奇妙的K空間世界。自己親手做些實驗－－改變K空間，感受一下K空間所帶來的圖像的變化。實驗正常的圖像及其K空間實驗一幅512X512的圖像的K空間仍然是512X512大小實驗把上頁的K空間放大16倍，選中K空間中坐標(biāo)為(247,247)的點?？梢詼y量出，其數(shù)值為1840。實驗現(xiàn)在把K空間中選中的坐標(biāo)為(247,247)的點改成為30000?？纯次覀兏淖兊南袼卦贙空間中是多么的小，大家能看到嗎？（順便說一下，為什么我們改變K空間一個點，會影響兩個點了？因為K空間是以K空間最中心的點為中心對稱的。）實驗最后把修改后K空間數(shù)據(jù)，進(jìn)行反傅立葉變化，重建出最后的圖像－非常明顯的黑白相間的波紋。真是不可思議的巨大改變。

實驗我們改變修改的K空間的點的位置，現(xiàn)在把坐標(biāo)為(237,238)的振幅改成30000，重建出的圖像也有明顯的波紋。實驗比較前后兩幅重建的圖像，可以看出：后面一幅圖所形成的波紋明顯比前面一幅圖更密，間隔更短。所以，我們大致可以總結(jié)出：1.K空間中的每個點，代表著一種波。（還記得我們前面所說的嗎？（K空間就是所有可能波所形成的一個空間）2.越接近K空間中心的點，其代表的波的頻率越慢；越遠(yuǎn)離K空間中心的點，代表的波的頻率越快。實驗現(xiàn)在，我們把K空間同樣坐標(biāo)(237,238)的振幅從30000改成10000，重建出的圖像。實驗我們再次來比較前后兩幅重建的圖像，可以看出：后面一幅圖所形成的波紋亮度要小于前面一幅圖。所以，我們可以總結(jié)出：K空間中的每個點的數(shù)值大小，代表著它在重建圖像中所占的權(quán)重。數(shù)值越大，所占權(quán)重就越大，對圖像的影響就越大；數(shù)值越小，對圖像的影響就越小。K空間中每個點，代表著一種特定的波。離K空間中心越近，其頻率越慢；離K中心越遠(yuǎn)，其頻率越快?？偨Y(jié)K空間中上萬個這樣的點所代表著波，按照其強度疊加起來，最終形成了我們的圖像。＋＋＋＝總結(jié)還記得一句經(jīng)典的話嗎？－－－K空間的中心決定對比，周圍決定細(xì)節(jié)。進(jìn)一步討論進(jìn)一步討論在解釋這句經(jīng)典的話之前，我們來看看K空間的點的大小分布。從2D來看，每條K空間的線最大數(shù)值的點都位于線的最中心，而且越靠近中心，值越大。從3D來看，整個K空間最大數(shù)值的點，都位于平面的最中心。越接近K空間中心。值越大。前面，我們有實驗證明：“K空間中的每個點的數(shù)值大小，代表著它在重建圖像中所占的權(quán)重。數(shù)值越大，所占權(quán)重就越大，對圖像的影響就越大；數(shù)值越小，對圖像的影響就越小?！八?，K空間中心的點對圖像對比的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于周圍點。（K空間中心決定對比）進(jìn)一步討論進(jìn)一步討論為什么，周圍決定細(xì)節(jié)呢？我來看看這些筆。也許會對我們有些啟發(fā)。要是我們需要畫出蒼蠅上的小毛刺，需要使用哪種筆呢？－－當(dāng)然是越細(xì)越好了。進(jìn)一步討論K空間重建圖像就像我們畫素描（linedrawing)一樣，一條線一條線的畫出來的。越靠近K空間中心的點，頻率越慢，黑白變化次數(shù)越少。就像繪畫用的粗筆。越靠近K空間邊緣的點，頻率越快，黑白變化次數(shù)越多。就像繪畫用的細(xì)筆。所以，用粗筆當(dāng)然是畫不出比較細(xì)小的部分了，而細(xì)筆就很容易了。進(jìn)一步討論所以，K空間周圍的點對圖像細(xì)節(jié)表現(xiàn)大于中心的點。（K空間周圍決定細(xì)節(jié)）說了這么半天，到底了解K空間對我們有什么用處呢？

下面舉一個真實的簡單例子真實例子這是0.35T的一張頸椎的MR片。圖中存在明顯的細(xì)條狀偽影。偽影是怎么產(chǎn)生的呢？如果我們對前面講的K空間知識理解了，大概都能猜出偽影形成的原因。真實例子讓我們來看看這幅圖的K空間。里面有明顯的兩塊高信號區(qū)。真實例子再看看更直觀的三維的K空間。真實例子我們通過軟件去掉高信號。真實例子圖像的細(xì)條偽影消失。這說明原來圖中的細(xì)條偽影是由于K空間中高信號點產(chǎn)生。這種K空間的高信號點，常常是由于RF噪聲引起。

一、MRI掃描儀的基本硬件構(gòu)成一般的MRI儀由以下幾部分組成主磁體梯度線圈脈沖線圈計算機系統(tǒng)其他輔助設(shè)備1、主磁體分類磁場強度磁場均勻度MRI按磁場產(chǎn)生方式分類永磁電磁常導(dǎo)超導(dǎo)主磁體0.35T永磁磁體1.5T超導(dǎo)磁體按磁體的外形可分為開放式磁體封閉式磁體特殊外形磁體OpenMark3000MR按主磁場的場強分類MRI圖像信噪比與主磁場場強成正比低場:小于0.5T中場：0.5T－1.0T高場:1.0T－2.0T（1.0T、1.5T、2.0T）超高場強：大于2.0T（3.0T、4.7T、7T）2、梯度線圈作用：空間定位產(chǎn)生信號其他作用梯度線圈性能的提高磁共振成速度加快沒有梯度磁場的進(jìn)步就沒有快速、超快速成像技術(shù)X、Y、Z軸上梯度磁場的產(chǎn)生3、脈沖線圈脈沖線圈的作用如同無線電波的天線激發(fā)人體產(chǎn)生共振（廣播電臺的發(fā)射天線）采集MR信號（收音機的天線）脈沖線圈的分類按作用分兩類激發(fā)并采集MRI信號（體線圈）僅采集MRI信號，激發(fā)采用體線圈進(jìn)行（絕大多數(shù)表面線圈）按與檢查部位的關(guān)系分體線圈表面線圈第一代為線性極化表面線圈第二代為圓形極化表面線圈第三代為圓形極化相控陣線圈第四代為一體化全景相控陣線圈接收線圈與MRI圖像SNR密切相關(guān)接收線圈離身體越近，所接收到的信號越強線圈內(nèi)體積越小，所接收到的噪聲越低3D-FFEMatrix512×512FOV2.5cm利用2.3cm顯微線圈采集的指紋MR圖像4、計算機系統(tǒng)及譜儀數(shù)據(jù)的運算控制掃描顯示圖像5、其他輔助設(shè)備空調(diào)檢查臺激光照相機液氦及水冷卻系統(tǒng)自動洗片機等磁共振成像技術(shù)-掃描序列T1WI:T1加權(quán)像T1WeightedImaging

在MRI成像中，兩種組織間信號強度的差別主要取決于T1弛豫時間的不同，所得圖像為T1WI

參數(shù)：短TR(TR<500ms)短TE(TE<30ms)

T1短：縱向磁化恢復(fù)快，MR信號強（脂肪）T1長：縱向磁化恢復(fù)慢，MR信號弱（CSF）

特點：顯示解剖結(jié)構(gòu)清楚，對病灶不敏感磁共振成像技術(shù)-掃描序列T2WI:T2加權(quán)像T2WeightedImaging

在MRI成像中，兩種組織間信號強度的差別主要取決于T2弛豫時間的不同，所得圖像稱為T2WI

長TR(TR>2000ms)長TE(TE>90ms)

T2長：橫向磁化強度衰減慢，信號強（CSF）T2短：橫向磁化強度衰減快，信號弱（肌肉）特點：對病灶敏感，但顯示解剖結(jié)構(gòu)不如T1WI清楚T1WIT2WIT1WI

T2WI

MRI圖像特點

組織特性

T1WI

T2WI水

長T1、很長T2低信號明亮高脂肪

T1短，T2長很高

中等高肌肉

T1長，T2短低低骨皮質(zhì)活動質(zhì)子少黑黑鈣化

無活動質(zhì)子黑黑氣體無活動質(zhì)子黑黑流動血液

SE

低（無）低（無）

GRE（MRA）

高

高出血

T1短，T2長

高高腫瘤

T1、T2延長

低

高

磁共振成像技術(shù)-掃描序列質(zhì)子密度成像：PDWI

在MRI中，信號強度的差別主要取決于質(zhì)子的數(shù)量，即質(zhì)子密度，這種圖像稱質(zhì)子密度成像

長TR（1500-2500），短TE（15-35）單位體積內(nèi)質(zhì)子的數(shù)目越多，產(chǎn)生MR信號越弱含質(zhì)子少的組織和區(qū)域（氣腔）不產(chǎn)生MR信號或很弱磁共振掃描技術(shù)

脈沖序列(pulsesequence)

指具有一定帶寬一定幅度的射頻脈沖與梯度脈沖組成的脈沖程序。不同的脈沖序列及序列參數(shù)決定了圖像的加權(quán)特性、圖像質(zhì)量以及對病變顯示的敏感性。

常用的脈沖序列類型自旋回波（spinecho,SE）脈沖序列

常規(guī)SE

快速SE：TSE

反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脈沖序列梯度回波（gradientecho,GRE）脈沖序列

常規(guī)（GRE）序列快速小角度激發(fā)（FLASH）平面回波成像（EPI）

1.SpinEcho脈沖序列

先使用一個90°RF激勵脈沖，繼而施加一個180°復(fù)相位脈沖使質(zhì)子相位重聚，產(chǎn)生自旋回波信號。

短TR

單次180°脈沖90°RF脈沖 90°RF脈沖 單次自旋回波

短TE

單回波-SE序列用于獲取T1WI自旋回波（SE）實際信號衰減曲線time9001800T2

衰減曲線T2*

衰減曲線回波TE900基本概念TRTE重復(fù)時間（repetitiontime,TR）：

從90°脈沖開始至下一次90°脈沖開始的時間間隔稱為重復(fù)時間TR。

作用：TR控制著縱向磁化恢復(fù)的程度，決定著圖像的T1對比?；夭〞r間（echotime）TE：

從90°脈沖開始至獲取回波的時間間隔稱為回波時間。作用：TE控制著橫向磁化衰減的程度，決定著圖像T2對比。常規(guī)SE序列的掃描參數(shù)：T1WI：短TR、短TE；T2WI：長TR、長TE；PDWI：長TR、短TE。SE序列優(yōu)缺點優(yōu)點：1、顯示典型的T1、T2和PDWI，尤其是能得到真正的T2WI；2、對一些常見的偽影不太敏感，如運動偽影、磁敏感性偽影。缺點：1、掃描時間長；2、射頻吸收量較梯度回波多。SE序列的作用1、T1WI具有較高的SNR，適于顯示解剖結(jié)構(gòu)，也是增強檢查的常規(guī)序列；2、T2易于顯示水腫和液體，對病變很敏感；3、PDWI可較好的顯示出血管結(jié)構(gòu)。自旋回波掃描時間ScanTime＝TR*Phase*NEX如果我們要采集一個256X256,NEX=2的圖像T1圖：0.4*256*2=3分24秒T2或PD圖：4*256*2=30分鐘!!!快速自旋回波（FSE）回波間隔回波鏈長度有效回波幾個概念：9001800T2

衰減曲線T2*

衰減曲線18001800180018002、快速自旋回波序列

（fastspin-echo，F(xiàn)SE&turboSE，TSE)

有效回波時間

(effctiveechotime,TEeff)快速自旋回波（FSE）ScanTime＝TR*Phase*NEX/ETL如果我們要采集一個256X256,NEX=2的圖像T1圖：0.4*256*2/3=1分8秒T2或PD圖：4*256*2/16=2分鐘快速自旋回波多個180°脈沖所采集的回波各不相同。在重建圖像的時候，會出現(xiàn)圖像的模糊?；夭ㄦ溤介L，這種情況越嚴(yán)重?？焖僮孕夭▓D像TSE序列的特點1、圖像對比特性與SE相似，磁敏感性更低；2、掃描速度快；3、使用大量180度射頻聚焦脈沖，射頻吸收量大；4、回波鏈增加，則采集層面數(shù)減少。

TSE的優(yōu)點：

1、掃描短，可得到高分辨率圖像；

2、使T2信號成分增加，便于顯示病變；

3、運動偽影、磁敏感偽影減少。

TSE的缺點：1、T2WI脂肪呈高信號，難與水腫鑒別；2、ETL大時信號成份復(fù)雜，圖像模糊，尤其對T1WI和PDWI上易產(chǎn)生過多的T2成分，使信號加權(quán)混亂；3、ETL大時，掃描層面減少，要么加大TR；4、磁敏感效應(yīng)降低，對出血不敏感；5、增加了射頻能量的累積。TSE的應(yīng)用：1、可取代常規(guī)SE，尤其T2WI；2、重度T2常用于水成像。3、反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列

(inversionrecovery，IR)

掃描中先給一個180度反轉(zhuǎn)脈沖，使凈磁化矢量M反轉(zhuǎn)180度即由正Z軸反轉(zhuǎn)到負(fù)Z軸，然后磁化矢量沿正Z軸恢復(fù)，繼而施加一次90度脈沖使磁化矢量偏轉(zhuǎn)到XY平面，再施加一個180度復(fù)相脈沖，取得SE信號。IR脈沖序列

主要用于兩種特殊的MR成像：

脂肪抑制序列STIR

shorttimeofinversionrecovery,

水抑制序列FLAIR

fluidattenuatedinversionrecovery短T1反轉(zhuǎn)恢復(fù)序列STIR

IR序列中，每一種組織處于特定的TI時，即該質(zhì)子的縱向磁化恢復(fù)到0點或稱轉(zhuǎn)折點時，組織的信號為零。利用這一特點，可使某一特定組織無信號產(chǎn)生。STIR的應(yīng)用1、脂肪抑制；但亞急性期血腫、含蛋白質(zhì)的液體及其它順磁性物質(zhì)等短T1信號的組織都會受到抑制。2、可降低運動偽影。

TR：2000ms以上

TE:20msTI：150ms

FLAIR序列

選擇特殊的TI值，使液體信號被抑制。主要用于:

T2WI中抑制腦脊液的高信號，使與腦脊液相鄰的長T2病變顯示的更加清楚，如多發(fā)性硬化、腦梗塞、腦腫瘤等的鑒別。

TR：6000ms以上

TI：2000msT2FLAIR序列的圖像特點及臨床應(yīng)用保持T2對比度的同時抑制自由水信號，突出結(jié)合水信號，便于鑒別腦室內(nèi)/周圍高信號病灶（如多發(fā)性硬化、腦室旁梗塞灶）以及與腦脊液信號難于鑒別的蛛網(wǎng)膜下腔出血，腫瘤及腫瘤周圍水腫等4、Gradientecho,GRE序列

由一次小于90度的小角度RF激勵脈沖和讀出梯度的反轉(zhuǎn)構(gòu)成。其反轉(zhuǎn)用于克服梯度場帶來的去相位，使質(zhì)子相位重聚產(chǎn)生回波。由于是梯度復(fù)相位產(chǎn)生回波，故稱GRE。GRE脈沖序列示意圖梯度回波（GRE）序列timeT2

衰減曲線T2*

衰減曲線回波Gx實際信號衰減曲線M0梯度回波（GRE）序列M0由于TR時間縮短，為了防止圖像出現(xiàn)飽和，所以使用小角度射頻脈沖。去掉180°翻轉(zhuǎn)脈沖，以加快掃描速度。所以對磁場不均勻很敏感。由于TR縮短，T2長的物質(zhì)的橫向磁化矢量無法衰減完全，所以往往存在T2殘留。GRE序列的圖像特點及臨床應(yīng)用由于TR短，成像速度較SE、FSE都快。因而適用于快速掃描（如：屏氣掃描）和定位像。對磁場不均勻和磁化效應(yīng)很敏感，因而在鐵質(zhì)沉積部（如基底節(jié)、亞急性出血部位）和磁敏感系數(shù)差異較大的部位（如空氣/組織、骨/組織交界面）信號低。小翻轉(zhuǎn)角和T2*馳豫使信號較弱且衰減很快，因而SNR較低。GRE序列的圖像特點及臨床應(yīng)用GRE序列組織對比不如FSE序列，但對于脊髓中灰白質(zhì)顯示優(yōu)于FSEGRE序列的圖像特點及臨床應(yīng)用GRE觀察交叉韌帶形態(tài)，確定關(guān)節(jié)腔積液，加脂肪抑制可觀察骨病變，同時還對顯示關(guān)節(jié)囊形態(tài)、觀察關(guān)節(jié)軟骨和含鐵病變意義重大。但對于骨的水腫信號不如：T2和PD壓脂敏感。GRE脈沖序列的特點1TR短小FA,縱向磁化保留多，縱向恢復(fù)時間快2TE短梯度反轉(zhuǎn)比180度復(fù)相位快，回波獲取所需TE縮短3SNR低小部分縱向磁化轉(zhuǎn)為橫向，信號少4T2像為T2*梯度場只能補償FID的信號5正鐵血紅蛋白和脫氧血紅蛋白一類的信號低。6翻轉(zhuǎn)角度FA，TR決定T1加權(quán)程度；TE決定T2*加權(quán)程度。7磁敏感性偽影、化學(xué)位移偽影重；8減少了被檢者體內(nèi)熱量的積累。★重聚GRE：

又稱FISP等。序列中使用短TR，使序列重復(fù)前仍有部分橫向磁化沒有衰減，稱剩余橫向磁化。

這種縱向與橫向磁化共存的狀態(tài)，稱為穩(wěn)定狀態(tài)，即穩(wěn)態(tài)steadystate。

穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像

(fastimagingwithsteadyprecession,FISP)(FIESTA脈沖序列)FIESTA序列的圖像特點及臨床應(yīng)用

由于三個方向上都加補償梯度，可以消除勻速血流產(chǎn)生的相位差。成像速度快，對運動不敏感。圖像中含有T1和T2兩種對比。對水性物質(zhì)顯示較好，軟組織對比較差。診斷軟組織病變時，容易漏診。對中心頻率偏移很敏感，掃描前注意調(diào)整中心頻率。磁場不均勻時，容易產(chǎn)生帶狀偽影。FIESTA序列的圖像特點及臨床應(yīng)用左肝癌，F(xiàn)iesta能清晰顯示門脈中的癌栓★損毀GRE：

又稱FLASH等。由于采用可變梯度損毀，使殘存的橫向磁矩分散(Dephasing&Spoiling),去除剩余橫向磁化，消除了T2成份的干擾，只讓縱向磁化矢量對下一個MR信號有貢獻(xiàn)。應(yīng)用：能較好的反映T1WI圖像的對比。FLASH/SPGRSPGR序列的圖像特點及臨床應(yīng)用

去除了T2殘留，一般用來采集T1圖像。加入3D和抑脂技術(shù)后，常用來采集血管。較SE家族的序列，采集速度快，常用在對時間要求比較高的解剖部位。如：腹部。較SE家族，對磁敏感偽影較大，SNR低。SPGR序列的圖像特點及臨床應(yīng)用2DFSPGR用于屏氣采集腹部T1圖像或是進(jìn)行腹部多期動態(tài)增強。平面回波脈沖序列（echoplanarimaging,EPI）

EPI的K空間填充方式掃描前進(jìn)行ReferenceScanEPI序列的圖像特點及臨床應(yīng)用EPI序列成像速度快，時間分辨率高。對磁場不均勻非常敏感。圖像信噪比比常規(guī)圖像差。EPI序列的圖像特點及臨床應(yīng)用灌注加權(quán)成像（PWI）－－通過顯示組織毛細(xì)血管水平的血流灌注情況，評價局部組織的活動及功能狀況。對于腦梗后的再灌注和側(cè)枝循環(huán)的建立和開放很敏感，并用于鑒別腫瘤復(fù)發(fā)和放療后組織壞死的早期改變，推斷腫瘤的分化程度。

EPI序列的圖像特點及臨床應(yīng)用

血氧水平依賴對比增強技術(shù)，被廣泛用于視覺、運動、感覺、聽覺以及語言中樞的研究。為術(shù)中保護(hù)腦功能區(qū)及偏癱患者的功能恢復(fù)提供參考證據(jù)。右手運動DW-EPI序列的圖像特點及臨床應(yīng)用對于急性腦梗，DWI比T2W更為靈敏。上圖示左側(cè)顳葉的梗塞灶（病變2小時）。DW-EPI序列的圖像特點及臨床應(yīng)用DTI顯示雙側(cè)放射冠及胼胝體的纖維走行孤立病灶DTI顯示局部纖維中斷EPI應(yīng)用的限制EPI是梯度回波技術(shù)，具有梯度回波的缺點，有高度的磁敏感偽影，要求主磁場均勻性高；化學(xué)位移位移敏感，常需脂肪抑制；圖像信噪比低；EPI需要特殊的硬件支持，高梯度場強，高梯度爬升時間，高梯度切換率。磁共振成像技術(shù)—掃描序列梯度回波序列（GradientEcho,GRE）特點：小角度激勵（＜90°），時間短、快快速小角度激發(fā)（FastLowAngleShot,FLASH）穩(wěn)態(tài)進(jìn)動快速成像（FastImagingwithSteady-statePrecession,FISP)

GRET1WI

短TR（200ms）、短TE（10ms）和較大翻轉(zhuǎn)角。

GRET2WI

長TR（400ms）、長TE（20ms）和較小翻轉(zhuǎn)角。磁共振成像技術(shù)—掃描序列特殊序列：脂肪抑制成像（FatSuppression)

水抑制序列：液體衰減反轉(zhuǎn)回復(fù)（fluidattenuatedinversionrecovery,FLAIR)

屬重T2WI，是將自由水如腦脊液的信號抑制為0，又得到T2WI序列對病灶檢出敏感的優(yōu)點。磁共振成像技術(shù)—掃描序列特殊序列：水成像（hydrography)或液體成像采用長TE技術(shù)，獲得重T2WI，以突出水的信號，合用脂肪抑制技術(shù)，使含水器官清晰顯影。常用：MR胰膽管造影（MRCP）

MR尿路造影（MRU）

MR脊髓造影（MRM）

MR內(nèi)耳成像

腎積水--水成像技術(shù)（MRU）

MR水成像磁共振胰膽管造影（MRCP）

磁共振成像技術(shù)—掃描序列

磁共振血管成像技術(shù)一血液流空現(xiàn)象（低信號）在SE序列中流動的血液呈現(xiàn)低信號二血液流動增強現(xiàn)象（高信號）

MRA（Magneticresonanceangiography）三動態(tài)增強血管成像（DE-MRA)正常胸部MRI表現(xiàn)GRE序列（亮血技術(shù)）正常胸部MRI表現(xiàn)SE序列（黑血技術(shù)）MR腦血管成像（MRA)動態(tài)增強MRA(DE-MRA)

太不可思意了

MRI圖像特點-偽影偽影：是指在磁共振掃描或信息處理過程中，由于某一種或幾種原因出現(xiàn)了一些人體本身不存在的致使圖像質(zhì)量下降的影像，也稱假影或鬼影。

與病人有關(guān)偽影：

生理性偽影：呼吸，心跳等病人躁動

圖像處理偽影

化學(xué)位移偽影卷褶偽影

與梯度有關(guān)的偽影

渦流、非線性、幾何畸變

金屬異物偽影運動偽影

包括運動偽影即自主性運動偽影流動偽影即生理性運動偽影主要發(fā)生在圖像的相位編碼方向上。

病人運動偽影

流動偽影

解決措施：1.

改變相位編碼方向；2.對易產(chǎn)生生理性運動的部位設(shè)置預(yù)飽和，以減少其強度；3.呼吸門控,以調(diào)整相位編碼與運動周期同步；

4.心電門控，以在心動周期同一預(yù)定點上采集成像；5.使用梯度力矩衰減技術(shù)或流動補償技術(shù)消除沿梯度場流動的質(zhì)子產(chǎn)生的相位重影，該方法對慢速靜脈血效果最好；6.增加脈沖的激勵次數(shù)，通過平均來降低偽影的信號強度；7.減少掃描時間，針對不合作的病人和小孩使用快速成像序列，如EPI技術(shù)；

8.使病人保持靜止,如耐心解釋和給予鎮(zhèn)靜劑；9.抑脂,以去掉對運動及其敏感的脂肪信號。卷褶偽影及化學(xué)位移偽影

卷褶偽影化學(xué)位移偽影

其原因主要是計算機不能識別帶寬外的頻率，出現(xiàn)高低頻混淆形成偽影。

解決措施：1.使用表面線圈，它只覆蓋設(shè)定的FOV區(qū)域，得到的信號處于帶寬范圍內(nèi)；2.加大FOV,使所有產(chǎn)生信號的結(jié)構(gòu)均被包括在觀察野內(nèi)，但空間分辨率下降，且掃描時間延長；

3.改變相位編碼方向，將被檢查部位的最小直徑擺到像位編碼方向上；4.使用預(yù)置飽和脈沖使FOV外的組織飽和；

5.使用超采樣（oversampling)技術(shù),可有效控制偽影,但掃描時間延長?；瘜W(xué)位移偽影氫核周圍化學(xué)環(huán)境的不同造成不同組織中氫核的共振頻率的不同，由此引起化學(xué)位移錯位投影而產(chǎn)生的偽影。在脂肪與水的交界處，由于脂肪頻率低，它的信號會被誤認(rèn)為是位于較低磁場位置的體素發(fā)出的信號，所以在圖像上脂肪信號會被位移到具有較低頻率梯度場的位置。

解決措施：1.低場強化學(xué)位移的程度與磁場強度成比；2.避免使用窄帶寬序列。帶寬越窄,像素移動的距離越大；3.更換頻率和相位編碼方向；4.選擇適當(dāng)?shù)腡E值，盡量調(diào)整在GRE序列中,脂肪和水同相位；5.采用抑水和抑脂序列；6.使用長TE，從而使脂肪信號產(chǎn)生更多的散相降低脂肪信號。磁敏感性偽影或稱金屬異物偽影不同組織內(nèi)的氫核因其所處的分子環(huán)境不同，存在敏感性的差異，即這種物質(zhì)被磁化的程度（磁化率）不同，這種磁化率的差異能破壞磁場的均勻性，將導(dǎo)致質(zhì)子在進(jìn)動頻率及相位上的差異，使這些組織間的界面上因失相位而出現(xiàn)低信號環(huán)影或信號丟失，稱磁敏感性偽影。

金屬類包括所有金屬物品，如發(fā)卡﹑別針﹑避孕環(huán)等，及含鐵的化妝品，如發(fā)膠﹑口紅等；

人體組織自身指兩種具有不同磁敏感性組織的交界面，如空氣與組織的鼻竇，骨與組織的椎體等

解決措施：1、低場強，磁敏感差異與磁場強度成正比；2、使用短TE，可減少自旋失相時間；3、用SE序列代替GRE序列，SE中180度重聚脈沖可以減少組織間的磁敏感差異；4、盡量避免病人攜帶鐵磁性金屬物質(zhì)進(jìn)入掃描室;5、用薄層掃描，以減少層間失相。

MRI臨床應(yīng)用適應(yīng)征

1中樞神經(jīng)系統(tǒng)各種病變（炎癥、腫瘤、畸形、血管性病變等），優(yōu)于CT。

2五官及頸部軟組織病變

3縱隔及心臟大血管病變

4腹內(nèi)實質(zhì)器官及腹膜后血管病變

5脊柱及四肢骨關(guān)節(jié)病變

MRI臨床應(yīng)用

禁忌征

1帶有心臟起搏器者

2危重患者需要搶救者

3嚴(yán)重心肺功能不全者

4體內(nèi)有磁性金屬異物者

5懷孕三個月以內(nèi)之孕婦

6幽閉恐怖癥者

MRI臨床應(yīng)用-優(yōu)勢1、無輻射，無損傷2、多方向切面掃描（橫斷、矢狀、冠狀、斜位）3、多參數(shù)成像（T1WI、T2WI、水成像、水抑制、脂肪抑制）能提供組織的物理和生物化學(xué)特性4，軟組織對比度高，圖像清晰5、流空效應(yīng)流動血液與血管壁之間具有很好的自然對比（不需造影劑）6、順磁性造影劑無毒性反應(yīng)7、無骨質(zhì)硬化性偽影MRI臨床應(yīng)用-限度

1掃描時間較長

2危重病人，不能很好合作和配合病人不能檢查

3磁體掃描膛較小，少數(shù)病人會有幽閉恐怖癥

4帶有心臟起博器或體內(nèi)順磁性醫(yī)療裝置病人不能檢查

5費用較高

6鈣化無信號，對鈣化灶為病理特征的病變診斷受影響

MRI臨床應(yīng)用-MR造影劑

MR造影劑的分類

1陽性造影劑：順磁性物質(zhì)（Gd--DTPA）

Gd3+含7個不成對電子，為順磁性很強的金屬，能顯著縮短組織弛豫時間（尤其是

T1值）

2、陰性造影劑：超順磁性和鐵磁性粒子類（Fe3O4

，SPIO）順磁性遠(yuǎn)強于Gd-DTPA，造成磁場的不均勻，改變質(zhì)子橫向磁化的相位，縮短組織的橫向弛豫時間（T2值）MRI臨床應(yīng)用-MR造影劑臨床應(yīng)用

使用方法：以Gd-DTPA為例劑量0.1～0.2mmol/kg

方式靜脈內(nèi)快速團注，注射完后掃描壓力注射器行雙期動態(tài)增強掃描序列選擇T1WI

MRI臨床應(yīng)用-MR造影劑

臨床作用

顯示病變的血供情況顯示腫瘤的形態(tài)結(jié)構(gòu)區(qū)別正常和異常組織發(fā)現(xiàn)平掃時未顯示的微小病灶灌注成像（早期血管性病變和微循環(huán)情況）只要努力，一切皆有可能！MRI安全性靜磁場的安全射頻的安全梯度的安全靜磁場的安全磁共振的磁場是非常強大而且永不消失的。越接近磁體，磁場迅速增大。任何被磁體吸引的物體都會對病人或醫(yī)生造成嚴(yán)重傷害。靜磁場的安全

進(jìn)入磁場會被吸引的金屬：鐵鎳鈷一些合金靜磁場的安全靜磁場的安全

磁場安全親歷靜磁場安全

進(jìn)入磁場前請取出：錢包，磁卡，錢幣鑰匙筆首飾發(fā)夾手表手機等等其他金屬東西射頻的安全

射頻其本質(zhì)就是一個無線電電波。射頻的安全射頻放大器射頻線圈接收器接收線圈其電波所負(fù)載的能量，被病人的體內(nèi)的H質(zhì)子接收后，部分再以無線電波的形式釋放出來，被接收線圈所接收；而其余部分以熱量形式釋放出來。射頻的安全高熱的病人要特別注意！特別是高熱的小孩！到底溫度會升高多少？不同的人血液循環(huán)差異很大。選擇序列不一樣掃描時間不一樣掃描部位不一樣

在3T系統(tǒng)上，由于中心頻率更高，這一問題也更加明顯。

射頻特定吸收率

(specificabsorptionrate,SAR)

射頻的安全

不同的序列射頻積累大致排序SSFSEFSESEGREEPI梯度安全

梯度就是加在大磁場（如：1.5T）中，規(guī)律變化的小磁場。用來進(jìn)行對體素選層，相位編碼或是頻率編碼噪音的由來由于梯度使磁體內(nèi)磁場發(fā)生變化。法拉第的電感定律告訴我們：變化的磁場會在導(dǎo)線中，產(chǎn)生電流。通電的導(dǎo)線在磁場中會產(chǎn)生運動。保護(hù)聽力在高場上進(jìn)行磁共振檢查時，要注意保護(hù)聽力?？梢允褂脤Ｓ枚蚴敲藁ㄇ蛑車窠?jīng)刺激效應(yīng)人也是導(dǎo)體